KMU-innovativ Sandwichelemente mit erhöhter Schwingungsdämpfung durch gefaltete zellulare Aluminium-Kernstrukturen mit Partikelbefüllung (FaltZeLD)

Motivation
Leichtbau ist eine Schlüsseltechnologie für den Wandel zu einer ressourceneffizienten, nachhaltigen Produktion und zur Reduktion von CO2- Emissionen u.a. im Betrieb. Die geringere Masse von Bauteilen kann jedoch, beispielsweise während des Betriebs einer Maschine oder eines Fahrzeugs, zu unerwünschten Schwingungen in Form von Lärm oder Vibrationen führen oder ein Bauteil beschädigen. Aktuell wird den Schwingungen eine Erhöhung des Gewichts der betroffenen Bauteile entgegengesetzt, was jedoch einen höheren Energie- und Ressourcenverbrauch bedeutet. Es besteht für viele Anwendungen ein Bedarf an Leichtbaustrukturen, die diesen Widerspruch auflösen.

Ziele und Vorgehen
Ziel des KMU-innovativ Projekts FaltZeLD ist die Entwicklung von schwingungsdämpfenden Leichtbauelementen mit gefalteten zellularen Wabenstrukturen auf Basis von Aluminiumblechen. Der ganzheitliche Ansatz reicht von der Entwicklung einer Fertigungsstrategie über die Erforschung des Schwingungs- und Dämpfungsverhalten der Strukturen mittels Simulation bis hin zur Produktionsumsetzung mit der Etablierung einer Sandwichbauweise, die schwingungsdämpfende Partikel in die zellulare Struktur integriert. Darauf folgen die Auswahl und Erprobung geeigneter Fügemethoden sowie die Erstellung von Prototypen. Während des kompletten Entwicklungsprozesses wird der Aspekt des Recyclings mitberücksichtigt, um die einzelnen Komponenten im Sinne der Kreislaufwirtschaft wieder einbringen zu können.

Innovationen und Perspektiven
Die dadurch möglichen Bauteile sind sowohl leicht, schwingungsdämpfend als auch recylingfähig. Sie werden im Maschinen- und Anlagenbau als auch im Luft- und Fahrzeugbau neue Maßstäbe setzen und tragen durch ihren Fokus auf Recyclingfähigkeit zur Reduktion des Energie- und Ressourcenverbrauchs bei. Eine Lebenszyklusanalyse soll diesen Punkt belegen und weitere mögliche Verbesserungspotenziale sowie die Übertragbarkeit auf weitere Materialsysteme, wie z.B. Verbundwerkstoffe, aufdecken.

• Foldcore GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Stratos GmbH Christoph Staroske